JP6123467B2

JP6123467B2 - 配向膜およびその製造方法

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Publication number: JP6123467B2
Application number: JP2013099946A
Authority: JP
Inventors: 匡細倉
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2013-05-10
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2017-05-10
Anticipated expiration: 2033-05-10
Also published as: JP2014218407A

Description

本発明は、例えば、センサ用の基板およびコンデンサの誘電体などに用いることができる誘電体配向膜、ディスプレイやタッチパネルにおけるスイッチ、接点およびセンサの電極などに用いることができる導電性配向膜、光通信機器の導波路における電界印加型の光スイッチなどに用いることができる透明性を有する配向膜、およびその配向膜の製造方法に関する。

従来、配向膜を製造する方法には、スパッタ法、ＭＢＥ法、パルスレーザー堆積法またはＭＯＣＶＤ法などが採用されている。

さらに、配向膜を製造する別の方法として、特許文献１に記載された化学溶液法も提案されている。この配向膜の製造方法は、ＭｇＯ（１００）基板上に形成されたＢａ（Ｔｉ_zＺｒ_1-a）Ｏ₃（１００）の配向膜上に、Ｂａ_xＳｒ_yＣａ_zＴｉＯ₃（１００）の配向膜の原料となる化学溶液をスピンコートし、このスピンコートされた化学溶液を配向が起こるような温度で熱処理して、Ｂａ_xＳｒ_yＣａ_zＴｉＯ₃（１００）の配向膜をエピタキシャル成長させる方法である。化学溶液法は、安価でかつ組成比のコントロールが容易であるという利点がある。

特許第４７５２９３０号公報

ここで、ペロブスカイト系の複合酸化物の配向膜は、（１１０）方位に配向されている場合の方が、（１００）方位に配向されている場合よりも、比誘電率が大きくなる。しかし、ＭｇＯ（１００）基板上に、（１１０）方位に配向されているペロブスカイト系の複合酸化物の配向膜を形成することは困難であり、通常、ＭｇＯ（１００）基板上には、（１００）方位に配向されているペロブスカイト系の複合酸化物の配向膜が形成される。

それゆえに、本発明の目的は、単結晶基板上に設けられたＰｔ膜の（１００）方位の配向とは異なる方位に配向した配向膜を容易に得るための下地となる配向膜およびその製造方法を提供することである。

本発明は、単結晶基板上に設けられたＰｔ（１００）膜上に形成された配向膜であって、前記配向膜は、（１１０）方位に配向されているＢａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜（ただし、ｐ＋ｑ＝１．０、０．８５≦ｒ≦１．２）であること、を特徴とする、配向膜である。この発明では、単結晶基板上に設けられたＰｔ膜の（１００）方位の配向とは異なる方位に配向した配向膜を容易に得るための下地となる配向膜を得ることができる。

また、本発明は、単結晶基板上に設けられたＰｔ（１００）膜上に形成された配向膜であって、前記配向膜は、（１１０）方位に配向されているＢａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜（ただし、ｐ＋ｑ＝１．０、０．８５≦ｒ≦１．２）と、Ｂａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜上に形成された、（１１０）方位に配向されているＢａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜（ただし、ｘ＋ｙ＝１．０、０．８５≦ｗ≦１．２）とで構成されていること、を特徴とする、配向膜である。
ここで、Ｐｔ（１００）膜は、（１００）方位に配向されているＰｔ膜を意味している。

本発明では、Ｂａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜やＢａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜が、下地のＰｔ膜の（１００）方位の配向とは異なる方位（１１０）に配向されているため、比誘電率が大きくなる。

また、本発明は、単結晶基板がＭｇＯ（１００）基板であることが好ましい。ここで、ＭｇＯ（１００）基板は、（１００）方位に配向されている単結晶ＭｇＯ基板を意味している。本発明の場合、Ｐｔ（１００）膜、すなわち、（１００）方位に配向されているＰｔ膜の作製が容易となる。

また、本発明は、（１１０）方位に配向されているＢａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜（ただし、ｐ＋ｑ＝１．０、０．８５≦ｒ≦１．２）を製造するための配向膜の製造方法であって、Ｂａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜の原料となる第１化学溶液を、単結晶基板上に設けられたＰｔ（１００）膜上にスピンコートする工程と、スピンコートされた第１化学溶液を配向が起こるような温度で熱処理して、（１１０）方位に配向されているＢａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜を前記Ｐｔ（１００）膜上にエピタキシャル成長させる工程と、を備えたことを、特徴とする、配向膜の製造方法である。

Ｂａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜の原料となる第１化学溶液は、バリウムアルコキシドもしくはカルボン酸バリウムと、ストロンチウムアルコキシドもしくはカルボン酸ストロンチウムとの中から選択された少なくとも１種以上、および、ジルコニウムアルコキシドもしくはカルボン酸ジルコニウムが、有機溶剤中に混合された化学溶液であることが好ましい。

本発明の場合、Ｂａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜の方位を制御して、下地のＰｔ膜の（１００）方位の配向とは異なる方位へ配向することが可能になる。従って、下地のＰｔ膜の（１００）方位の配向とは異なる方位（１１０）に配向されているＢａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜が容易に作製できる。

さらに、Ｂａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜の原料となる第１化学溶液の混合比率を変えることによって、作製されるＢａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜の組成比の変更が容易に行われる。

また、本発明は、（１１０）方位に配向されているＢａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜（ただし、ｘ＋ｙ＝１．０、０．８５≦ｗ≦１．２）を製造するための配向膜の製造方法であって、Ｂａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜の原料となる第２化学溶液を、前述の配向膜の製造方法によってエピタキシャル成長されたＢａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜上にスピンコートする工程と、スピンコートされた第２化学溶液を配向が起こるような温度で熱処理して、（１１０）方位に配向されているＢａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜をＢａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜上にエピタキシャル成長させる工程と、を備えたことを、特徴とする、配向膜の製造方法である。

Ｂａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜の原料となる第２化学溶液は、バリウムアルコキシドもしくはカルボン酸バリウムと、ストロンチウムアルコキシドもしくはカルボン酸ストロンチウムとの中から選択された少なくとも１種以上、および、チタンアルコキシドもしくはカルボン酸チタンが、有機溶剤中に混合された化学溶液であることが好ましい。

本発明の場合、（１１０）方位に配向されているＢａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜が、Ｂａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜の下地となる。従って、下地のＢａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜の（１１０）方位と同じ（１１０）方位に配向されているＢａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜が容易に作製できる。

さらに、Ｂａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜の原料となる第２化学溶液の混合比率を変えることによって、作製されるＢａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜の組成比の変更が容易に行われる。

本発明によれば、単結晶基板上に設けられたＰｔ膜の（１００）方位の配向とは異なる方位に配向した配向膜を容易に得るための下地となる（１１０）方位へ配向したＢａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜を得ることができる。また、安価でかつ組成比のコントロールが容易であるＢａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜やＢａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜を得ることができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための形態の説明から一層明らかとなろう。

本発明に係る配向膜の一実施の形態を示す概略構成図である。本発明に係る配向膜の製造方法の一実施の形態を示すフローチャートである。実施例１で作製した試料のＸ線回折スペクトル図である。比較例で作製した試料のＸ線回折スペクトル図である。実施例２で作製した試料のＸ線回折スペクトル図である。

本発明に係る配向膜およびその製造方法の一実施の形態を説明する。

１．配向膜
図１は配向膜の一実施の形態を示す概略構成図である。配向膜６は、単結晶基板２の上面に設けられたＰｔ（１００）膜４の上面に形成されている。Ｐｔ（１００）膜４は、（１００）方位に配向されているＰｔ膜である。なお、（１００）方位に配向されているＰｔ膜は、容易に作製できるけれども、（１１０）方位に配向されているＰｔ膜は、容易に作製できない。

単結晶基板２には、ＭｇＯ（１００）基板などが使用される。ＭｇＯ（１００）基板は、（１００）方位に配向されている単結晶ＭｇＯ基板である。このＭｇＯ（１００）基板を使用することによって、ＭｇＯ（１００）基板の上面に、（１００）方位に配向されているＰｔ膜が容易に作製できる。

配向膜６は、Ｐｔ（１００）膜４の上面に形成されたＢａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜６ａと、Ｂａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜６ａの上面に形成されたＢａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜６ｂとで構成されている。Ｂａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜６ａは、（１１０）方位に配向されているＢａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜（ただし、ｐ＋ｑ＝１．０、０．８５≦ｒ≦１．２）である。従って、Ｂａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜６ａは、Ｂａ（バリウム）とＳｒ（ストロンチウム）との中から選択された少なくとも１種以上、および、Ｚｒ（ジルコニウム）が、混合された配向膜である。Ｂａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜６ｂは、（１１０）方位に配向されているＢａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜（ただし、ｘ＋ｙ＝１．０、０．８５≦ｗ≦１．２）である。従って、Ｂａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜６ｂは、Ｂａ（バリウム）とＳｒ（ストロンチウム）との中から選択された少なくとも１種以上、および、Ｔｉ（チタニウム）が、混合された配向膜である。

本発明では、Ｂａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜６ａやＢａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜６ｂが、下地のＰｔ（１００）膜４の（１００）方位の配向とは異なる方位（１１０）に配向されているため、比誘電率を大きくすることができる。

２．配向膜の製造方法
次に、図１に示した配向膜６の製造方法が、図２を参照して説明される。

ステップＳ１で、Ｐｔ（１００）膜４が、スパッタリング法によって、単結晶基板であるＭｇＯ（１００）基板２の上面に形成され、ＭｇＯ（１００）／Ｐｔ（１００）基板が作製される。

次に、ステップＳ２で、Ｂａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜６ａ（ただし、ｐ＋ｑ＝１．０、０．８５≦ｒ≦１．２）の原料となる第１化学溶液が、ＭｇＯ（１００）／Ｐｔ（１００）基板のＰｔ（１００）膜４の上面にスピンコートされる。

Ｂａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜６ａの原料となる第１化学溶液は、バリウムアルコキシドもしくはカルボン酸バリウムと、ストロンチウムアルコキシドもしくはカルボン酸ストロンチウムとの中から選択された少なくとも１種以上、および、ジルコニウムアルコキシドもしくはカルボン酸ジルコニウムが、有機溶剤中に混合された化学溶液である。

次に、ステップＳ３で、スピンコートされた第１化学溶液が、配向が起こるような温度で熱処理される。熱処理条件は、例えば、酸素流量が２００ｍｌ／分の酸素雰囲気下で、３００℃／分の昇温速度で８００℃まで過熱して２０分間保持する。これによって、（１１０）方位に配向されているＢａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜６ａが、Ｐｔ（１００）膜４の上面にエピタキシャル成長する。Ｂａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜６ａの膜厚は、ステップＳ２，Ｓ３を繰り返して行うことによって厚くすることができる。

こうして、Ｂａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜６ａの方位を制御して、下地のＰｔ（１００）膜４の（１００）方位の配向とは異なる方位（１１０）に配向されているＢａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜６ａが容易に作製できる。さらに、Ｂａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜６ａの原料となる第１化学溶液の混合比率を変えることによって、作製されるＢａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜６ａの組成比を容易に変更することができる。

次に、ステップＳ４で、Ｂａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜６ｂ（ただし、ｘ＋ｙ＝１．０、０．８５≦ｗ≦１．２）の原料となる第２化学溶液が、エピタキシャル成長されたＢａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜６ａの上面にスピンコートされる。

Ｂａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜６ｂの原料となる第２化学溶液は、バリウムアルコキシドもしくはカルボン酸バリウムと、ストロンチウムアルコキシドもしくはカルボン酸ストロンチウムとの中から選択された少なくとも１種以上、および、チタンアルコキシドもしくはカルボン酸チタンが、有機溶剤中に混合された化学溶液である。

次に、ステップＳ５で、スピンコートされた第２化学溶液が、配向が起こるような温度で熱処理される。熱処理条件は、例えば、酸素流量が２００ｍｌ／分の酸素雰囲気下で、３００℃／分の昇温速度で８００℃まで過熱して２０分間保持する。これによって、（１１０）方位に配向されているＢａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜６ｂが、Ｂａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜６ａの上面にエピタキシャル成長する。Ｂａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜６ｂの膜厚は、ステップＳ４，Ｓ５を繰り返して行うことによって厚くすることができる。

（１１０）方位に配向されているＢａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜６ａが、Ｂａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜の下地となっているので、Ｂａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜６ｂは、Ｂａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜６ａの（１１０）方位と同じ（１１０）方位に容易に配向される。従って、（１１０）方位に配向されたＢａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜６ｂが容易に作製できる。さらに、Ｂａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜６ｂの原料となる第２化学溶液の混合比率を変えることによって、作製されるＢａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜６ｂの組成比を容易に変更することができる。

以上説明した製造方法は、Ｂａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜６ａの方位を制御して、下地のＰｔ（１００）膜４の（１００）方位の配向とは異なる（１１０）方位へ配向することができる。また、Ｂａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜６ｂの方位を制御して、下地のＰｔ（１００）膜４の（１００）方位の配向とは異なる（１１０）方位へ配向することができ、比誘電率を大きくすることができる。また、安価でかつ組成比のコントロールが容易であるＢａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜６ａやＢａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜６ｂを得ることができる。

（実施例１）
単結晶基板２には、ＭｇＯ（１００）基板を使用した。Ｐｔ（１００）膜４が、スパッタリング法によって、単結晶基板であるＭｇＯ（１００）基板２の上面に形成され、ＭｇＯ（１００）／Ｐｔ（１００）基板が作製された。

また、Ｂａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜６ａにおいて、ｐ＝０．１、ｑ＝０．９、ｒ＝１．０になるように、Ｂａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜６ａの原料となる第１化学溶液が、次の溶液作製条件で作製された。
（Ｂａ_0.1Ｓｒ_0.9ＺｒＯ₃の第１化学溶液作製条件）
Ａ．原料塩
酢酸ストロンチウム０．１３５ｇ
酢酸バリウム０．０２６ｇ
ジルコニウムイソプロポキシド０．２２９ｇ
Ｂ．溶媒
酢酸３ｍｌ
２−メトキシエタノール７ｍｌ

さらに、Ｂａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜６ｂにおいて、ｘ＝１．０、ｙ＝０、ｗ＝１．０になるように、Ｂａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜６ｂの原料となる第２化学溶液が、次の溶液作製条件で作製された。
（ＢａＴｉＯ₃の第２化学溶液作製条件）
Ａ．原料塩
酢酸バリウム１．１４９ｇ
チタンイソプロポキシド０．８５ｇ
Ｂ．溶媒
酢酸３ｍｌ
２−メトキシエタノール７ｍｌ

次に、作製されたＢａ_0.1Ｓｒ_0.9ＺｒＯ₃配向膜６ａの第１化学溶液が、ＭｇＯ（１００）／Ｐｔ（１００）基板のＰｔ（１００）膜４の上面にスピンコートされた。その後、スピンコートされた第１化学溶液が熱処理された。すなわち、酸素流量が２００ｍｌ／分の酸素雰囲気下で、３００℃／分の昇温速度で８００℃まで過熱して２０分間保持された。こうして、Ｂａ_0.1Ｓｒ_0.9ＺｒＯ₃配向膜６ａが、Ｐｔ（１００）膜４の上面に形成された。

次に、作製されたＢａＴｉＯ₃配向膜６ｂの第２化学溶液が、形成されたＢａ_0.1Ｓｒ_0.9ＺｒＯ₃配向膜６ａの上面にスピンコートされた。その後、スピンコートされた第２化学溶液が熱処理された。すなわち、酸素流量が２００ｍｌ／分の酸素雰囲気下で、３００℃／分の昇温速度で８００℃まで過熱して２０分間保持された。以上の第２化学溶液のスピンコートおよび熱処理が、ＢａＴｉＯ₃配向膜６ｂの膜厚を厚くするために、６回繰り返された。こうして、ＢａＴｉＯ₃配向膜６ｂが、Ｂａ_0.1Ｓｒ_0.9ＺｒＯ₃配向膜６ａの上面に形成された。

このように、実施例１では、ＭｇＯ（１００）／Ｐｔ（１００）基板のＰｔ（１００）膜４の上面に、Ｂａ_0.1Ｓｒ_0.9ＺｒＯ₃配向膜６ａが形成され、そのＢａ_0.1Ｓｒ_0.9ＺｒＯ₃配向膜６ａの上面に、ＢａＴｉＯ₃配向膜６ｂが形成された試料が作製される。

図３は、実施例１で作製した試料のＸ線回折スペクトル図である。図３から、ＢａＴｉＯ₃の（１１０）のピークが認められた。これは、ＭｇＯ（１００）／Ｐｔ（１００）基板上に形成されたＢａＴｉＯ₃配向膜６ｂが、（１１０）方位に配向していることを示している。従って、実施例１の試料は、前述の実施の形態で説明した効果と同様の効果を奏することができる。なお、ＭｇＯの（２００）のピークと、Ｐｔの（２００）のピークとは、ＭｇＯ（１００）基板２およびＰｔ（１００）膜４が、それぞれ（１００）方位に配向していることを示している。

さらに、実施例１の試料のＢａ_0.1Ｓｒ_0.9ＺｒＯ₃配向膜６ａおよびＢａＴｉＯ₃配向膜６ｂのトータルの比誘電率（すなわち、配向膜６の比誘電率）を測定するために、ＢａＴｉＯ₃配向膜６ｂの上面にＰｔ電極を形成した。そして、ＬＣＲメーターを用いて比誘電率を測定すると、作製したＢａ_0.1Ｓｒ_0.9ＺｒＯ₃配向膜６ａおよびＢａＴｉＯ₃配向膜６ｂのトータルの比誘電率は５０００で、誘電損失は０．２％だった。

（比較例）
実施例１と同様にして、ＭｇＯ（１００）／Ｐｔ（１００）基板が作製された。

さらに、ＢａＴｉＯ₃配向膜の原料となる化学溶液が、次の溶液作製条件で作製された。
（ＢａＴｉＯ₃の化学溶液作製条件）
Ａ．原料塩
酢酸バリウム１．１４９ｇ
チタンイソプロポキシド０．８５ｇ
Ｂ．溶媒
酢酸３ｍｌ
２−メトキシエタノール７ｍｌ

このように、比較例では、ＭｇＯ（１００）／Ｐｔ（１００）基板のＰｔ（１００）膜の上面に、ＢａＴｉＯ₃配向膜が形成された試料が作製される。

図４は、比較例で作製した試料のＸ線回折スペクトル図である。図４から、ＢａＴｉＯ₃の（１００）、（２００）のピークが認められた。これは、ＭｇＯ（１００）／Ｐｔ（１００）基板の上面に形成されたＢａＴｉＯ₃配向膜が、（１００）方位に配向していることを示している。つまり、（１００）方位に配向したＭｇＯ（１００）／Ｐｔ（１００）基板の上面に薄膜を形成すると、通常、（１００）方位に配向した薄膜が形成されることがわかる。

さらに、比較例の試料のＢａＴｉＯ₃配向膜の比誘電率を、実施例１と同様にして測定すると、比誘電率は２３００で、誘電損失は０．９％だった。従って、実施例１の（１１０）方位に配向した配向膜６の比誘電率は、比較例の（１００）方位に配向したＢａＴｉＯ₃配向膜の比誘電率の約２倍になることがわかる。

（実施例２）
実施例１と同様にして、ＭｇＯ（１００）／Ｐｔ（１００）基板が作製された。

また、Ｂａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜６ａにおいて、ｐ＝０．３、ｑ＝０．７、ｒ＝１．０になるように、Ｂａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜６ａの原料となる第１化学溶液が、次の溶液作製条件で作製された。
（Ｂａ_0.3Ｓｒ_0.7ＺｒＯ₃の第１化学溶液作製条件）
Ａ．原料塩
酢酸ストロンチウム０．４５ｇ
酢酸バリウム０．３２ｇ
ジルコニウムイソプロポキシド０．２２９ｇ
Ｂ．溶媒
酢酸３ｍｌ
２−メトキシエタノール７ｍｌ

さらに、Ｂａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜６ｂにおいて、ｘ＝０．１、ｙ＝０．９、ｗ＝１．０になるように、Ｂａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜６ｂの原料となる第２化学溶液が、次の溶液作製条件で作製された。
（Ｂａ_0.1Ｓｒ_0.9ＴｉＯ₃の第２化学溶液作製条件）
Ａ．原料塩
酢酸バリウム０．１４９ｇ
酢酸ストロンチウム０．５７ｇ
チタンイソプロポキシド０．８５ｇ
Ｂ．溶媒
酢酸３ｍｌ
２−メトキシエタノール７ｍｌ

次に、作製されたＢａ_0.3Ｓｒ_0.7ＺｒＯ₃配向膜６ａの第１化学溶液が、ＭｇＯ（１００）／Ｐｔ（１００）基板のＰｔ（１００）膜４の上面にスピンコートされた。その後、スピンコートされた第１化学溶液が熱処理された。すなわち、酸素流量が２００ｍｌ／分の酸素雰囲気下で、３００℃／分の昇温速度で８００℃まで過熱して２０分間保持された。以上の第１化学溶液のスピンコートおよび熱処理が、Ｂａ_0.3Ｓｒ_0.7ＺｒＯ₃配向膜６ａの膜厚を厚くするために、３回繰り返された。こうして、Ｂａ_0.3Ｓｒ_0.7ＺｒＯ₃配向膜６ａが、Ｐｔ（１００）膜４の上面に形成された。

次に、作製されたＢａ_0.1Ｓｒ_0.9ＴｉＯ₃配向膜６ｂの第２化学溶液が、形成されたＢａ_0.3Ｓｒ_0.7ＺｒＯ₃配向膜６ａの上面にスピンコートされた。その後、スピンコートされた第２化学溶液が熱処理された。すなわち、酸素流量が２００ｍｌ／分の酸素雰囲気下で、３００℃／分の昇温速度で８００℃まで過熱して２０分間保持された。以上の第２化学溶液のスピンコートおよび熱処理が、Ｂａ_0.1Ｓｒ_0.9ＴｉＯ₃配向膜６ｂの膜厚を厚くするために、３回繰り返された。こうして、Ｂａ_0.1Ｓｒ_0.9ＴｉＯ₃配向膜６ｂが、Ｂａ_0.3Ｓｒ_0.7ＺｒＯ₃配向膜６ａの上面に形成された。

このように、実施例２では、ＭｇＯ（１００）／Ｐｔ（１００）基板のＰｔ（１００）膜４の上面に、Ｂａ_0.3Ｓｒ_0.7ＺｒＯ₃配向膜６ａが形成され、そのＢａ_0.3Ｓｒ_0.7ＺｒＯ₃配向膜６ａの上面に、Ｂａ_0.1Ｓｒ_0.9ＴｉＯ₃配向膜６ｂが形成された試料が作製される。

図５は、実施例２で作製した試料のＸ線回折スペクトル図である。図５から、Ｂａ_0.3Ｓｒ_0.7ＺｒＯ₃の（１１０）のピークとＢａ_0.1Ｓｒ_0.9ＴｉＯ₃の（１１０）のピークが認められた。これは、ＭｇＯ（１００）／Ｐｔ（１００）基板上に形成されたＢａ_0.3Ｓｒ_0.7ＺｒＯ₃配向膜６ａおよびＢａ_0.1Ｓｒ_0.9ＴｉＯ₃配向膜６ｂが、それぞれ（１１０）方位に配向していることを示している。従って、実施例２の試料は、前述の実施の形態で説明した効果と同様の効果を奏することができる。

なお、この発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変形される。

２単結晶基板（ＭｇＯ（１００）基板）
４Ｐｔ（１００）膜
６配向膜
６ａＢａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜（Ｂａ_0.1Ｓｒ_0.9ＺｒＯ₃配向膜、Ｂａ_0.3Ｓｒ_0.7ＺｒＯ₃配向膜）
６ｂＢａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜（ＢａＴｉＯ₃配向膜、Ｂａ_0.1Ｓｒ_0.9ＴｉＯ₃配向膜）

Claims

単結晶基板上に設けられたＰｔ（１００）膜上に形成された配向膜であって、
前記配向膜は、（１１０）方位に配向されているＢａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜（ただし、ｐ＋ｑ＝１．０、０．８５≦ｒ≦１．２、ｐ≦０．３、０．７≦ｑ）と、前記Ｂａ _p Ｓｒ _q Ｚｒ _r Ｏ ₃ 配向膜上に形成された、（１１０）方位に配向されているＢａ _x Ｓｒ _y Ｔｉ _w Ｏ ₃ 配向膜（ただし、ｘ＋ｙ＝１．０、０．８５≦ｗ≦１．２）とで構成されていること、
を特徴とする、配向膜。
前記単結晶基板がＭｇＯ（１００）基板であること、を特徴とする、請求項１に記載の配向膜。
（１１０）方位に配向されているＢａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜（ただし、ｐ＋ｑ＝１．０、０．８５≦ｒ≦１．２、ｐ≦０．３、０．７≦ｑ）を製造し、且つ（１１０）方位に配向されているＢａ _x Ｓｒ _y Ｔｉ _w Ｏ ₃ 配向膜（ただし、ｘ＋ｙ＝１．０、０．８５≦ｗ≦１．２）を製造するための配向膜の製造方法であって、
前記Ｂａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜の原料となる第１化学溶液を、単結晶基板上に設けられたＰｔ（１００）膜上にスピンコートする工程と、
前記スピンコートされた第１化学溶液を配向が起こるような温度で熱処理して、（１１０）方位に配向されているＢａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜を前記Ｐｔ（１００）膜上にエピタキシャル成長させる工程と、
前記Ｂａ _x Ｓｒ _y Ｔｉ _w Ｏ ₃ 配向膜の原料となる第２化学溶液を、前記エピタキシャル成長されたＢａ _p Ｓｒ _q Ｚｒ _r Ｏ ₃ 配向膜上にスピンコートする工程と、
前記スピンコートされた第２化学溶液を配向が起こるような温度で熱処理して、（１１０）方位に配向されているＢａ _x Ｓｒ _y Ｔｉ _w Ｏ ₃ 配向膜を前記Ｂａ _p Ｓｒ _q Ｚｒ _r Ｏ ₃ 配向膜上にエピタキシャル成長させる工程と、
を備えたことを、特徴とする、配向膜の製造方法。
前記Ｂａ_pＳｒ_qＺｒ_rＯ₃配向膜の原料となる第１化学溶液が、バリウムアルコキシドもしくはカルボン酸バリウムと、ストロンチウムアルコキシドもしくはカルボン酸ストロンチウムとの中から選択された少なくとも１種以上、および、ジルコニウムアルコキシドもしくはカルボン酸ジルコニウムが、有機溶剤中に混合された化学溶液であること、を特徴とする、請求項３に記載の配向膜の製造方法。
前記Ｂａ_xＳｒ_yＴｉ_wＯ₃配向膜の原料となる第２化学溶液が、バリウムアルコキシドもしくはカルボン酸バリウムと、ストロンチウムアルコキシドもしくはカルボン酸ストロンチウムとの中から選択された少なくとも１種以上、および、チタンアルコキシドもしくはカルボン酸チタンが、有機溶剤中に混合された化学溶液であること、を特徴とする、請求項４に記載の配向膜の製造方法。
前記単結晶基板がＭｇＯ（１００）基板であること、を特徴とする、請求項３〜請求項５のいずれかに記載の配向膜の製造方法。